纽约大学和IBM公司的研究人员展示了一种涉及磁性材料中电子运动的新机制，该机制指向了可能增强数据存储的新方法。这项工作在《物理评论通讯》（Physical Review Letters）杂志上报道，揭示了一种基于电流设置磁性信息（或称自旋）方向的过程。
这一发现源于自旋电子学的科学领域，它考虑了凝聚态物质和量子物理学。自旋电子学是电子学的简称，或者说是电子器件的简称，它除了利用电子的电荷外，还利用电子的自旋。
"自旋电子学研究的主要目标之一是控制材料中电子的自旋方向，"纽约大学物理系教授、该论文的通讯作者之一Andrew Kent解释道。"这项研究显示了一种新的、根本性的机制来设定导电材料中的电子自旋方向。"
"自旋电子学的这一进展提供了一种在磁层上施加扭矩的新方法，"IBM研究部的高级合著者、纽约大学访问学者Jonathan Sun补充道。"这是一个有希望的进步，有可能降低设备数据存储的能源和空间要求。"
这项工作是与纽约大学研究生Junwen Xu和IBM研究公司的克里斯托弗-萨弗兰斯基（Christopher Safranski）共同完成的，是信息传输的核心现象的最新例子：将信息从一种形式改变为另一种形式。
例如，移动电话将语音和电子邮件转化为无线电波，这些无线电波被传送到手机信号塔，在那里，信号被转化为电信号，而互联网则将电信号转化为光信号（即光脉冲）进行远距离传输。
在Physical Review Letters的研究中，Safranski、Sun、Xu和Kent重点展示了一种控制自旋方向的新型机制--控制存储位信息的方向。
从历史上看，非磁性重金属中的电流流动已被证明会导致自旋极化，或其净磁矩的方向，在导体表面，这种效应被称为自旋霍尔效应。然而，自旋霍尔效应中的自旋极化方向总是平行于导体表面。这限制了它的应用，因为它只提供了一个可能的自旋极化轴，限制了存储密度。
在《Physical Review Letters》的研究中，科学家们利用铁磁导体中的平面霍尔效应来控制自旋极化轴的方向。
具体来说，他们部署了一种铁磁导体，例如铁、镍和钴，并发现导体中的电流流动可以产生自旋极化，而自旋极化的方向是由其磁矩确定的。这是很重要的，因为磁矩方向可以设置在任何所需的方向上，然后设置自旋极化，这是非磁性重金属中的自旋霍尔效应轮廓下不可能出现的灵活性。
他们还发现，这些极化的自旋会在铁磁层外游走，并导致在相邻的非磁性金属中产生纯自旋电流，没有相关电流的自旋电流。这种现象有可能使新一代的自旋控制的存储器件实现更高密度、更高效的存储器技术。